共存阴阳离子对针铁矿表面磷固存机制的影响研究

作者：陈文洁; 李慧; 贺斌; 陶亮

来源：生态环境学报, 2022, 31(01): 151-159.

DOI：10.16258/j.cnki.1674-5906.2022.01.017

• 磷
• 针铁矿
• 重金属
• 三元络合
• 共沉淀

磷素（P）兼具重要养分元素的利和潜在面源污染的弊，其在土壤环境中的固存行为及其迁移转化过程受到广泛关注。该研究选取黄、红壤中典型矿物（针铁矿、赤铁矿及高岭石）为模式矿物，在排除pH干扰的条件下，开展了共存阴（As(Ⅴ)）阳（Cd(Ⅱ)）离子对矿物表面P(Ⅴ)固存机制的影响研究。结果表明：P(Ⅴ)在不同矿物表面的吸附效率表现为针铁矿>赤铁矿>高岭石；阴离子As(Ⅴ)、阳离子Cd(Ⅱ)与P(Ⅴ)共存并不会改变P(Ⅴ)在针铁矿表面的吸附动力学特征，仍符合准二级动力学模型，化学吸附为其控速步骤；P(Ⅴ)与As(Ⅴ)共存时，随着As(Ⅴ)浓度的增加，P(Ⅴ)的吸附等温线呈现从Langmuir型向Freundlich型转变的趋势，吸附量减小，但吸附速率增大，As(Ⅴ)主要通过静电排斥作用和吸附位点竞争作用降低P(Ⅴ)在针铁矿表面的吸附量；P(Ⅴ)与Cd(Ⅱ)共存时，P(Ⅴ)的吸附速率先增加后减小。具体来说，Cd(Ⅱ)/P(Ⅴ)物质的量比值0.5时，静电吸附和形成Fe-P(Ⅴ)-Cd(Ⅱ)三元络合物是促进针铁矿表面P(Ⅴ)固存的主要调控机制；进一步增加Cd(Ⅱ)/P(Ⅴ)物质的量比值，P(Ⅴ)固存的主要调控机制逐步转变为形成P(Ⅴ)与Cd(Ⅱ)的表面共沉淀。该结果可为研究P在土壤环境中固存的微观机制及其关键影响因子提供基础研究数据，也有望为提高P的利用率以及为调控P的面源污染问题提供有益帮助。

• 单位
  华南师范大学; 广东省农业科学院; 广东工业大学; 广东省科学院